(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速器により加速された荷電粒子ビームを走査し照射対象に照射するビームスキャニング照射装置であって、
前記荷電粒子ビームを一軸方向に偏向する１組の偏向電磁石が構造体に固定されたスキャナ電磁石装置と、
前記スキャナ電磁石装置を前記一軸方向に垂直な回転軸を中心に回転させるモータと、
前記１組の偏向電磁石を制御するスキャナ電磁石電源と、
前記モータの回転を制御するモータ回転速度制御装置と、
前記モータ、前記スキャナ電磁石電源及び前記モータ回転速度制御装置に制御データを送信する制御指令送信装置とを備え、
前記制御指令送信装置は、前記荷電粒子ビームの照射中に、前記スキャナ電磁石装置を所定の速度で回転させながら、前記１組の偏向電磁石の励磁量を変更する制御データを送信することを特徴とするビームスキャニング照射装置。
【請求項２】
前記制御指令送信装置は、前記荷電粒子ビームの照射中に、前記スキャナ電磁石装置を所定の一定速度で回転させながら、前記１組の偏向電磁石の励磁量を変更する制御データを送信することを特徴とする請求項１記載のビームスキャニング照射装置。
【請求項３】
前記制御指令送信装置は、前記回転軸に近い側にて前記荷電粒子ビームを照射する内周側照射を実施する場合に、前記内周側照射よりも外周側にて前記荷電粒子ビームを照射する外周側照射を実施する場合よりも前記スキャナ電磁石装置を早い回転速度で回転させる制御データを送信することを特徴とする請求項１または２に記載のビームスキャニング照射装置。
【請求項４】
前記制御指令送信装置は、前記１組の偏向電磁石の励磁量を前記スキャナ電磁石装置の回転速度で除した励磁量変化率が大きくなるにしたがって、前記スキャナ電磁石装置の回転速度を遅くする制御データを送信することを特徴とする請求項１または２に記載のビー
ムスキャニング照射装置。
【請求項５】
加速器により加速された荷電粒子ビームを走査し照射対象に照射するビームスキャニング照射装置であって、
前記荷電粒子ビームを出射及び停止させる荷電粒子ビーム出射装置と、
前記荷電粒子ビームを一軸方向に偏向する１組の偏向電磁石が構造体に固定されたスキャナ電磁石装置と、
前記スキャナ電磁石装置を前記一軸方向に垂直な回転軸を中心に回転させるモータと、
前記１組の偏向電磁石を制御するスキャナ電磁石電源と、
前記モータの回転を制御するモータ回転速度制御装置と、
前記荷電粒子ビーム出射装置、前記モータ、前記スキャナ電磁石電源及び前記モータ回転速度制御装置に制御データを送信する制御指令送信装置とを備え、
前記制御指令送信装置は、前記スキャナ電磁石装置を所定の一定速度で回転させながら、前記スキャナ電磁石装置の１回転中は前記１組の偏向電磁石の励磁量を第１の一定値にして前記荷電粒子ビームを出射及び停止を行いながら間欠照射を行い、かつ前記間欠照射の後に前記１組の偏向電磁石の励磁量を第２の一定値にして前記荷電粒子ビームを出射及び停止を行いながら間欠照射を行うことを特徴とするビームスキャニング照射装置。
【請求項６】
前記制御指令送信装置は、前記回転軸に近い側にて前記荷電粒子ビームを照射する内周側照射を実施する場合に、前記内周側照射よりも外周側にて前記荷電粒子ビームを照射する外周側照射を実施する場合よりも前記スキャナ電磁石装置を早い回転速度で回転させる制御データを送信することを特徴とする請求項５記載のビームスキャニング照射装置。
【請求項７】
前記制御指令送信装置は、前記１組の偏向電磁石の励磁量を前記スキャナ電磁石装置の回転速度で除した励磁量変化率が大きくなるにしたがって、前記スキャナ電磁石装置の回転速度を遅くする制御データを送信することを特徴とする請求項５または６に記載のビームスキャニング照射装置。
【請求項８】
前記スキャナ電磁石装置の回転角度を検出するロータリーエンコーダを備え、
前記制御データは、前記スキャナ電磁石装置の回転角度毎に設定された複数のパターンデータを有し、
前記制御指令送信装置は、前記ロータリーエンコーダからのパルス情報に基づいて前記パターンデータを送信することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のビームスキャニング照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビームをスキャニングし照射対象に照射する、ビームスキャニング照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の荷電粒子ビームのスキャニング照射装置は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の荷電粒子ビームのスキャニング照射装置は、照射対象における照射領域のスキャンニング方向毎に、１組のスキャンニング電磁石を回転させ、所定の位置で停止させた後に、荷電粒子ビームを照射する。スキャニング照射装置に入射された荷電粒子線ビームはまず上流側のスキャニング電磁石によって一定角度だけ曲げられた後、再び磁場方向が逆で、強度と有効磁界の長さが同じある下流側のスキャニング電磁石によって同じ角度だけ反対方向に曲げられ、元の荷電粒子線ビームと平行なビームとして照射対象に照射される。
【０００３】
１組のスキャンニング電磁石が所定の回転位置（回転角）に設定された状態で、１組のスキャンニング電磁石の磁場強度を変更すると、スキャンニング方向における直線状の掃引軌跡が得られる。１組のスキャンニング電磁石がモータ等の回転手段によって、回転軸の回りを回転させられることによって、照射対象において２次元照射領域（スライスにおける照射野）を実現していた。荷電粒子線ビームの強度と断面形状が一定の場合には、照射領域において回転軸が通る中心部はその外側と比べて、単位面積当たりにより多くの粒子を受け入れることになる。掃引軌跡に沿って掃引速度を荷電粒子線ビームが入射軸からスキャニングされる距離に反比例するように、１組のスキャニング電磁石の電流を制御し、また回転によるスキャニングの回転ステップを十分細かくすることで、照射領域において均一な照射粒子数密度分布を得るようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１４０７８号公報（００２６段〜００３０段）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のスキャニング照射装置は、照射領域の一平面上（スライス）において電粒子ビームを均一に照射するために、１組のスキャンニング電磁石の回転の開始と停止を多数繰り返し実施しなければならなかった。したがって、１組のスキャンニング電磁石を所定の回転位置にするために、回転の開始と停止を行うので、所定の回転位置にする動作の時間が長くなり、結果として照射対象の全ての照射領域を照射する照射時間が長引くという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、照射時間の大幅な短縮を実現するビームスキャニング照射装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
荷電粒子ビームを一軸方向に偏向する１組の偏向電磁石が構造体に固定されたスキャナ電磁石装置と、スキャナ電磁石装置を一軸方向に垂直な回転軸を中心に回転させるモータと、１組の偏向電磁石を制御するスキャナ電磁石電源と、モータの回転を制御するモータ回転速度制御装置と、モータ、スキャナ電磁石電源及びモータ回転速度制御装置に制御データを送信する制御指令送信装置とを備える。制御指令送信装置は、荷電粒子ビームの照射中に、スキャナ電磁石装置を所定の速度で回転させながら、１組の偏向電磁石の励磁量を変更する制御データを送信する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るビームスキャニング照射装置は、荷電粒子ビームの照射中に、荷電粒子ビームを一軸方向に偏向する１組の偏向電磁石が構造体に固定されたスキャナ電磁石装置を所定の速度で回転させながら、１組の偏向電磁石の励磁量を変更して照射野を形成するので、照射時間の大幅な短縮を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のビームスキャンニング照射装置を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１による照射方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態４による照射方法を説明する図である。
【図４】図３のビーム照射軌跡を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明のビームスキャンニング照射装置を示す図である。ビームスキャンニング照射装置４０は、荷電粒子ビーム９を出射する荷電粒子ビーム出射装置１と、荷電粒子ビーム９を偏向するスキャナ電磁石装置２と、スキャナ電磁石装置２を回転させるモータ３と、スキャナ電磁石装置２の回転角度を検出するロータリーエンコーダ４と、パターンメモリユニット（制御指令送信装置）５と、上流スキャナ電磁石電源６と、下流スキャナ電磁石電源７と、モータ回転速度制御装置８とを備える。スキャナ電磁石装置２は、荷電粒子ビーム９の上流側に位置する上流側偏向電磁石２ａと、荷電粒子ビーム９の下流側に位置する下流側偏向電磁石２ｂと、円筒構造体（構造体）２ｃを有する。１組の偏向電磁石である上流側偏向電磁石２ａ及び下流側偏向電磁石２ｂは円筒構造体２ｃに固定される。
【００１１】
荷電粒子ビーム出射装置１は、イオン源で発生した陽子線等の粒子線である荷電粒子ビームをシンクロトロン等の加速器にて所定のエネルギーまで加速させ、スキャナ電磁石装置２に、荷電粒子ビームを出射する。スキャナ電磁石装置２は、モータ３により回転し、上流側偏向電磁石２ａ及び下流側偏向電磁石２ｂは一体となって連動して回転する。ロータリーエンコーダ４は、スキャナ電磁石装置２の回転角度を検出し、回転角度に応じてパルス信号を出力する。パターンメモリユニット５は、ロータリーエンコーダ４のパルス信号出力を受け取り、スキャナ電磁石装置２の回転角度を判定し、所定の回転角度毎に、内部に蓄えられたパターンデータｐｄａｔａ１、ｐｄａｔａ２、ｐｄａｔａ３、ｐｄａｔａ４を出力する。パターンデータｐｄａｔａ１、ｐｄａｔａ２、ｐｄａｔａ３、ｐｄａｔａ４は、０及び１の情報を有するデータである。パターンメモリユニット５は、パターンデータｐｄａｔａ１を荷電粒子ビーム出射装置１に送り、パターンデータｐｄａｔａ２をモータ回転速度制御装置８に送り、パターンデータｐｄａｔａ３を上流スキャナ電磁石電源６に送り、パターンデータｐｄａｔａ４を下流スキャナ電磁石電源７に送る。
【００１２】
上流スキャナ電磁石電源６は、パターンメモリユニット５からパターンデータｐｄａｔａ３を受け取り、パターンデータｐｄａｔａ３にしたがって上流側偏向電磁石２ａに所定の励磁電流を流し、上流側偏向電磁石２ａを制御する。下流スキャナ電磁石電源７は、パターンメモリユニット５からパターンデータｐｄａｔａ４を受け取り、パターンデータｐｄａｔａ４にしたがって下流側偏向電磁石２ｂに所定の励磁電流を流し、下流側偏向電磁石２ｂを制御する。荷電粒子ビーム出射装置１は、パターンメモリユニット５からパターンデータｐｄａｔａ１を受け取り、パターンデータｐｄａｔａ１にしたがって荷電粒子ビーム９をＯＮ及びＯＦＦする、すなわち荷電粒子ビーム９の出射及び停止を制御する。モータ回転速度制御装置８は、パターンメモリユニット５からパターンデータｐｄａｔａ２を受け取り、パターンデータｐｄａｔａ２にしたがってモータ３の速度を制御する。
【００１３】
ビームスキャンニング照射装置４０により、照射領域の一平面（スライス）を照射する基本原理を、図２を用いて説明する。図２はビームスキャンニング照射装置の照射方法を説明する図である。図２（ａ）はスキャナ電磁石装置２を側面から見た図であり、図２（ｂ）はスキャナ電磁石装置２が描く閉曲線１４ａ（ビーム入射方向から見た図）を示す図であり、図２（ｃ）はスキャナ電磁石装置２が描く閉曲線１４ｂ（ビーム入射方向から見た図）を示す図である。
【００１４】
荷電粒子ビーム出射装置１から出射された荷電粒子ビーム９は、スキャナ電磁石装置２に内蔵される上流側偏向電磁石２ａに入射され、軌道を曲げられる。次に荷電粒子ビーム９は、スキャナ電磁石装置２に内蔵される下流側偏向電磁石２ｂにて軌道を曲げ戻される。１組の偏向電磁石である上流側偏向電磁石２ａ及び下流側偏向電磁石２ｂは荷電粒子ビーム９を一軸方向（回転軸１２を含む径方向）に偏向する。上流側偏向電磁石２ａ及び下流側偏向電磁石２ｂにおける励磁電流の設定値をそれぞれ一定に保ったまま、スキャナ電磁石装置２が回転方向１３の向きに回転することによって、上流側偏向電磁石２ａ及び下流側偏向電磁石２ｂの回転軸１２を中心に、図２（ｂ）に示すように任意の半径の位置にビームを照射することができる。すなわち、任意の半径の円である閉曲線１４ａを描くように照射できる。なお、図２（ｂ）に示した点ｐ１〜ｐ８は、スキャナ電磁石装置２が４５°毎に回転した際の荷電粒子ビーム９の閉曲線１４ａにおける照射位置を示している。１〜８の番号は、回転方向１３に移動していく順番を示している。
【００１５】
スキャナ電磁石装置２に内蔵されている上流側偏向電磁石２ａと下流側偏向電磁石２ｂを連動して一定速度で回転させ、それぞれの偏向電磁石２ａ、２ｂの励磁電流を回転角度に合せて変化させると、図２（ｃ）に示すように任意の形状の閉曲線１４ｂを描くように照射できる。この任意の形状の閉曲線１４ｂを回転周回毎に狭めるように（照射野の内側方向に）、又は広げるように（照射野の外側方向に）照射していくと、平面状の任意の形状に照射できる。照射領域の一平面（スライス）における荷電粒子ビーム９のビーム照射軌跡１１は、上述の閉曲線１４ｂを複数有する（複数描く）ことで得られたものである。荷電粒子ビーム９が照射されたビーム照射軌跡１１は照射対象の照射領域（照射野）となる。なお、図２（ｃ）に示した点ｑ１〜ｑ８は、スキャナ電磁石装置２が４５°毎に回転した際の荷電粒子ビーム９の閉曲線１４ｂにおける照射位置を示している。１〜８の番号は、回転方向１３に移動していく順番を示している。
【００１６】
このように実施の形態１のビームスキャンニング照射装置４０は、照射領域の一平面（スライス）において、上流側偏向電磁石２ａと下流側偏向電磁石２ｂの連動した回転を停止することなく照射するので、１組のスキャンニング電磁石の回転の開始と停止を多数繰り返して照射野を形成していた従来とは異なり、照射領域の一平面における照射時間を大幅に短縮できる。
【００１７】
次に図１を用いてビームスキャンニング照射装置４０の動作を説明する。患者毎に作成された治療計画に基づき生成されたビームスキャンニング照射装置４０の制御データは、パターンメモリユニット５に保存される（制御データ設定手順）。制御データは、スキャナ電磁石装置２の回転角度に対する各装置の制御指令である。上流スキャナ電磁石電源６への制御指令は、上流スキャナ電磁石電源６の励磁電流値である。下流スキャナ電磁石電源７への制御指令は、下流スキャナ電磁石電源７の励磁電流値である。荷電粒子ビーム出射装置１への制御指令は、荷電粒子ビーム９を出射及び停止を制御するＯＮ／ＯＦＦ信号である。モータ回転速度制御装置８への制御指令は、モータ３のモータ回転速度値である。
【００１８】
パターンメモリユニット５は、図示しない照射開始部から照射開始指令を受けると、モータ回転速度制御装置８、上流スキャナ電磁石電源６、下流スキャナ電磁石電源７に、それぞれ制御データにおける最初のデータからパターンデータｐｄａｔａ２（モータ回転速度値）、パターンデータｐｄａｔａ３（上流スキャナ電磁石電源６の励磁電流値）、パターンデータｐｄａｔａ４（下流スキャナ電磁石電源７の励磁電流値）を送る。上流スキャナ電磁石電源６及び下流スキャナ電磁石電源７は、それぞれパターンデータｐｄａｔａ３、ｐｄａｔａ４にしたがって上流側偏向電磁石２ａ、下流側偏向電磁石２ｂを制御する。モータ回転速度制御装置８は、パターンデータｐｄａｔａ２にしたがってモータ３を制御し、スキャナ電磁石装置２を円筒構造体２ｃごと、所定の回転速度で回転させる（初回照射準備手順）。
【００１９】
ロータリーエンコーダ４は、スキャナ電磁石装置２の回転角度を検出し、回転角度に応じてパルス信号をパターンメモリユニット５に出力する。パターンメモリユニット５は、ロータリーエンコーダ４からのパルス信号を受けて、スキャナ電磁石装置２の回転角度を判定し、制御データにおける最初のデータに指定されたスキャナ電磁石装置２の回転角度になった場合に、荷電粒子ビーム出射装置１に最初のデータからパターンデータｐｄａｔａ１（ＯＮ信号）を送る。荷電粒子ビーム出射装置１は、パターンデータｐｄａｔａ１にしたがって荷電粒子ビーム９を出射する（初回照射手順）。
【００２０】
荷電粒子ビーム出射装置１から出射された荷電粒子ビーム９は、上流側偏向電磁石２ａにて軌道を曲げられ、下流側偏向電磁石２ｂにて曲げ戻され、スキャナ電磁石装置２の回転軸の任意の半径位置に照射される。ロータリーエンコーダ４は、スキャナ電磁石装置２の回転角度を検出し、回転角度に応じてパルス信号をパターンメモリユニット５に出力する。パターンメモリユニット５は、ロータリーエンコーダ４からのパルス信号による情報からスキャナ電磁石装置２の回転角度を判定し、保存された制御データにおける次のデータ（パターンデータセット）に指定されたスキャナ電磁石装置２の回転角度になった場合に、当該データ（パターンデータセット）を１個づつポップアップし、パターンデータｐｄａｔａ１、ｐｄａｔａ２、ｐｄａｔａ３、ｐｄａｔａ４を、それぞれ荷電粒子ビーム出射装置１、モータ回転速度制御装置８、上流スキャナ電磁石電源６、下流スキャナ電磁石電源７に出力する（パターンデータ変更手順）。
【００２１】
新たに送信されたパターンデータｐｄａｔａ１、ｐｄａｔａ２、ｐｄａｔａ３、ｐｄａｔａ４にしたがって、荷電粒子ビーム出射装置１、モータ回転速度制御装置８、上流スキャナ電磁石電源６、下流スキャナ電磁石電源７は、荷電粒子ビーム９をスライスの所定の位置に導くように制御する（ビーム制御手順）。
【００２２】
パターンデータ変更手順とビーム制御手順を繰り返し、照射領域のスライスに荷電粒子ビーム９を照射する。すなわち、スライスにおける照射野を形成する（スライス照射野形成手順）。
【００２３】
照射対象の最初のスライスにおいて、荷電粒子ビーム９の照射が完了したら、次のスライスに対応して荷電粒子ビーム９のエネルギーを変更する。荷電粒子ビーム９のエネルギーの変更は、荷電粒子ビーム出射装置１にて、加速器の設置を変えて実現する。所定のエネルギーになった場合に、上述した初回照射準備手順、初回照射手順、パターンデータ変更手順、ビーム制御手順、スライス照射野形成手順を実行する。
【００２４】
このようにして、実施の形態１のビームスキャンニング照射装置４０は、スキャナ電磁石装置２の回転を停止せずに照射でき、照射時間の大幅な短縮を実現することができる。
【００２５】
なお、パターンメモリユニット５は、ロータリーエンコーダ４からのパルス情報からス
キャナ電磁石装置２の回転角度を判定し、保存された制御データに指定されたスキャナ電磁石装置２の回転角度になった場合に、当該データ（パターンデータセット）を１個づつポップアップし、各機器にパターンデータｐｄａｔａ１、ｐｄａｔａ２、ｐｄａｔａ３、ｐｄａｔａ４を出力する例で説明したが、ロータリーエンコーダ４にメモリを内蔵し、ロータリーエンコーダ４の出力信号生成部に角度判定回路を設けて、所定の角度になった場合に、パターンメモリユニット５にパルス（トリガ信号）を出力するようにしてもよい。メモリには、パターンメモリユニット５に保存された制御データに対応して、パターンセットに設定されたスキャナ電磁石装置２の回転角度が保存される。ロータリーエンコーダ４はメモリに保存された回転角度になった場合に、パルス（トリガ信号）を出力する。判定する指定回転角度を次のデータに設定し、次の指定回転角度になった場合に、パルス（トリガ信号）を出力する。このようにすることで、パターンメモリユニット５において、スキャナ電磁石装置２の回転角度を判定する角度判定部を設けないので、構成を少なくでき、小型にすることができる。
【００２６】
以上のように実施の形態１のビームスキャンニング照射装置４０は、荷電粒子ビーム９を一軸方向に偏向する１組の偏向電磁石２ａ、２ｂが構造体２ｃに固定されたスキャナ電磁石装置２と、スキャナ電磁石装置２を一軸方向に垂直な回転軸１２を中心に回転させるモータ３と、１組の偏向電磁石２ａ、２ｂを制御するスキャナ電磁石電源６、７と、モータ３の回転を制御するモータ回転速度制御装置８と、モータ３、スキャナ電磁石電源６、７及びモータ回転速度制御装置８に制御データｐｄａｔａ２〜４を送信する制御指令送信装置５とを備え、制御指令送信装置５は、スキャナ電磁石装置２を所定の速度で回転させながら、１組の偏向電磁石の励磁量を変更する制御データｐｄａｔａ２〜４を送信するので、スキャナ電磁石装置２を所定の速度で回転させながら、１組の偏向電磁石２ａ、２ｂの励磁量を変更して照射野を形成でき、照射時間の大幅な短縮を実現することができる。
【００２７】
実施の形態２．
実施の形態１では、上流側偏向電磁石２ａと下流側偏向電磁石２ｂの連動した回転をスライスにおける照射中は一定速度としたが、実施の形態２では、スライスにおける内周側になるほど、回転を早くする。すなわち、回転軸１２に近い側にて荷電粒子ビーム９を照射する内周側照射を実施する場合に、内周側照射よりも外周側にて荷電粒子ビーム９を照射する外周側照射を実施する場合よりもスキャナ電磁石装置２を早い回転速度で回転させる。スキャナ電磁石装置２の回転が一定速度の場合は、内周側の閉曲線の方が、単位回転当りのビームの照射位置の移動量が小さいため、大きい照射線量となってしまう。これとは異なり、内周側になるほど、回転を早くすることにより、外周側、内周側で単位面積当たりに同一の照射線量となるようにできる。
【００２８】
実施の形態２のビームスキャンニング照射装置４０は、実施の形態１よりもスライスにおける荷電粒子ビーム９の単位面積当たりの照射線量を均一にすることができる。
【００２９】
実施の形態３．
実施の形態１及び２では、スキャナ電磁石装置２の１回転による閉曲線を描く間は、一定の回転速度としていた。実施の形態３では、回転速度当りの上流側偏向電磁石２ａと下流側偏向電磁石２ｂの励磁変化量が大きいほど回転速度が遅くなるよう回転速度に変調をかける。スキャナ電磁石装置２が一定の回転速度で回転する場合、回転速度当りの励磁変化量（励磁量変化率）が大きいとビームの移動速度が速くなってしまうため、単位面積当たりの照射線量が低くなってしまう。これとは異なり、回転速度当りの上流側偏向電磁石２ａと下流側偏向電磁石２ｂの励磁変化量が大きいほど回転速度が遅くなるよう回転速度に変調をかける方法により、ビームの移動速度が一定となり、均一な線量分布を得ることができる。
【００３０】
実施の形態３のビームスキャンニング照射装置４０は、実施の形態１及び２よりも、ビームの移動速度が一定となり、均一な線量分布を得ることができる。
【００３１】
実施の形態４．
実施の形態１乃至３では、スキャナ電磁石装置２の１回転中に上流側偏向電磁石２ａと下流側偏向電磁石２ｂの励磁量を変化させることで任意の形状に照射していた。実施の形態４では、同一のスライスにおいて荷電粒子ビーム９をＯＮ及びＯＦＦ（出射及び停止）する、すなわち間欠照射を行うことで、任意形状に照射する。図３は本発明の実施の形態４による照射方法を説明する図であり、図４はビーム照射軌跡を説明する図である。同一のスライスにおいて荷電粒子ビーム９をＯＮ及びＯＦＦ（出射及び停止）することで、図３及び４に示すビーム照射軌跡１１（１１ｂ）を得る。
【００３２】
図４にて、破線３０で囲われたＯＮ領域３０は、荷電粒子ビーム９がＯＮとなる（実際に出射される）領域である。ＯＮ領域３０内の実線で示した実軌跡３１は、荷電粒子ビーム９が実際に出射されて形成されたビーム軌跡である。ＯＮ領域３０外の破線で示した仮想軌跡３２は、荷電粒子ビーム９がＯＦＦとなる（停止される）ためにビーム軌跡は描かれないが、仮に荷電粒子ビーム９がＯＮとなる（実際に出射される）場合に描かれる仮想のビーム軌跡である。
【００３３】
１回転中は、上流側偏向電磁石２ａと下流側偏向電磁石２ｂの励磁量（励磁電流の設定値）を一定とし、荷電粒子ビーム９をＯＮ及びＯＦＦ（出射及び停止）する。こうすることで、実軌跡３１及び仮想軌跡３２は実施の形態１に示したように、所定の半径を有する円形状になる。実際のビーム軌跡は実軌跡３１となる円周断片である。荷電粒子ビーム９の照射範囲や仮想範囲を回転周回毎に狭めるように（照射野の内側方向に）、又は広げるように（照射野の外側方向に）照射していくと、図４に示すように平面状の任意の形状に照射できる。なお、図４のビーム照射軌跡１１（１１ｂ）は、ビーム入射方向から見た図でなく、斜めから見た図である。
【００３４】
実施の形態４のビームスキャンニング照射装置４０は、上流側偏向電磁石２ａと下流側偏向電磁石２ｂの励磁変化速度が、小さくて済み、上流側偏向電磁石２ａ、下流側偏向電磁石２ｂそれぞれの電源の定格出力電圧を下げることができる。上流側偏向電磁石２ａ、下流側偏向電磁石２ｂそれぞれの電源の定格出力電圧を下げることができるので、小型に装置を構成できる。
【００３５】
また、実施の形態２と同様に内周側になるほど、回転速度を早くすると、実施の形態２と同様に、照射線量を均一にできる効果がある。また、実施の形態３と同様に回転速度当りの上流側偏向電磁石２ａと下流側偏向電磁石２ｂの励磁変化量が大きいほど回転速度が遅くなるよう回転速度に変調をかけると、実施の形態３と同様に、照射線量を均一にできる効果がある。
【符号の説明】
【００３６】
１…荷電粒子ビーム出射装置、２…スキャナ電磁石装置、２ａ…上流側偏向電磁石、２ｂ…下流側偏向電磁石、２ｃ…円筒構造体、３…モータ、４…ロータリーエンコーダ、５…パターンメモリユニット、６…上流スキャナ電磁石電源、７…下流スキャナ電磁石電源、８…モータ回転速度制御装置、９…荷電粒子ビーム、１２…回転軸、４０…ビームスキャンニング照射装置、ｐｄａｔａ１、ｐｄａｔａ２、ｐｄａｔａ３、ｐｄａｔａ４…パターンデータ。
【図１】
0005653126.tif 000002
【図２】
0005653126.tif 000003
【図３】
0005653126.tif 000004
【図４】
0005653126.tif 000005